Untersuchungen zur Lithographie mit hochenergetischen Ionen in Polymeren zur Herstellung dreidimensionaler Mikrostrukturen:
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1. EINLEITUNG
I
2. GRUNDLAGEN 4
2.1. ENTWICKLUNGSSTAND DER MIKROSYSTEMTECHNIK.4
2.1.1. EINTEILUNG DER MIKROKOMPONENTEN.4
2.1.2. ZUSAMMENFUGEN ZU MIKROSYSTEMEN.6
2.1.3. KONVENTIONELLE MIKROSTRUKTURTECHNIKEN.7
2.1.4. DAS LIGA-VERFAHREN.8
2.1.5. VERGLEICH DER TECHNIKEN UND MOTIVATION FUER DIE LITHOGRAPHIE MIT
IONEN.10
2.1.6. HERSTELLUNG GEKRUEMMTER STRUKTUREN.12
2.2. AUFBAU UND EIGENSCHAFTEN VON POLYMEREN.13
2.2.1. AUFBAU, EIGENSCHAFTEN UND MITTLERES MOLEKULARGEWICHT.13
2.2.2. MODELL STATISTISCHER KNAEUEL. 15
2.2.3. GLASUEBERGANG.16
2.3. ENERGIEVERLUST UND REICHWEITE VON IONEN IN FESTKOERPERN.16
2.4. BESTRAHLUNG VON POLYMERRESISTS.18
2.4.1. STRAHLENCHEMISCHE PROZESSE.18
2.4.2. KETTENBRUEHMECHANISMUS VON PMMA.20
2.4.3. GASENTWICKLUNG UND OBERFLAECHENKONTRAKTION.21
2.4.4. STRAHLENCHEMISCHER EFFEKT
G.21
2.4.5. SENSIBILITAET, AENDERUNG DES RESISTVERHALTENS.22
2.4.6. IONENTRACKS: CORE, PENUMBRA UND CHEMISCHER RADIUS.23
2.4.7. EINFLUSS DER DEPONIERTEN ENERGIE AUF STRAHLENCHEMISCHE EFFEKTE.25
2.5. ENTWICKLUNG VON RESISTS.*.26
2.5.1. LOESUNGSPROZESS.26
2.5.2. ENTWICKLUNGSRATE UND KONTRAST.27
2.5.3. ENTWICKLUNGSVERFAHREN.29
3. EXPERIMENTELLE BEDINGUNGEN 29
3.1. PROBEN UND MASKEN.29
3.2. BESTRAHLUNG. 30
3.3. ENTWICKLUNG.33
3.4. MESSUNG DER TOPOGRAPHIE. 34
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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4. DARSTELLUNG DER ERGEBNISSE 35
4.1. VOLUMENVERAENDERUNGEN DER BESTRAHLTEN GEBIETE.35
4.1.1. AUFWOELBUNG UND ABSENKUNG: ZEITABHAENGIGKEIT.35
4.1.2. TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER ABSENKUNG.37
4.1.3. ABHAENGIGKEIT VON DER IONENDOSIS, DER IONENART UND -ENERGIE.39
4.1.4. FORM DER ABGESENKTEN GEBIETE.41
4.1.5. EINFLUSS DER DOSISRATE AUF DIE ABSENKUNG.42
4.1.6. KRITISCHE DOSIS FUER DIE MATERIALZERSTOERUNG. 45
4.2. DER EINFLUSS VON BESTRAHLUNGS- UND ENTWICKLUNGSPARAMETEM AUF DEN
ENTWICKLUNGSPROZESS.46
4.2.1. BESCHREIBUNG DES ENTWICKLUNGSVERHALTENS.46
4.2.2. EINFLUSS DER BESTRAHLUNGSDOSIS.47
4.2.3. EINFLUSS DER DOSISRATE.50
4.2.4. ABHAENGIGKEIT VON DER ENTWICKLERTEMPERATUR. 50
4.2.5. VERSUCHE MIT VERSCHIEDENEN ENTWICKLERN.52
4.3. CHARAKTERISIERUNG FERTIG ENTWICKELTER PROBEN.53
4.3.1. KANTENSTEILHEIT.53
4.3.2. RAUHEITEN.54
5. DISKUSSION DER ERGEBNISSE 56
5.1. BESTRAHLUNGSEFFEKTE.56
5.1.1. BEDEUTUNG DER VOLUMENAENDERUNG FUER DIE LITHOGRAPHIE.56
5.1.2. URSACHEN DER BESTRAHLUNGSBEDINGTEN VOLUMENAENDERUNG.56
5.1.3. DIFFUSIONSMODELL.57
5.1.4. BERECHNUNG DER ZEIT- UND TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER ABSENKUNG.60
5.1.5. EINFLUSS DER DEPONIERTEN ENERGIEDICHTE AUF DIE ABSENKUNG.65
5.1.6. KRITISCHE DOSIS.72
5.1.7. DOSISRATENEFFEKTE./.73
5.1.8. FORM DER BESTRAHLTEN GEBIETE UND VERFAERBUNG DER PROBEN.75
5.1.9. ZUSAMMENFASSUNG DER BESTRAHLUNGSEFFEKTE.76
5.2. ENTWICKLUNGSRATEN.78
5.2.1. EINFLUSS DER DEPONIERTEN ENERGIEDICHTE UND DER
ENTWICKLERTEMPERATUR.78
5.2.2. BERECHNUNG DER ENTWICKLUNGSRATE.81
5.2.3. ABHAENGIGKEIT DER ENTWICKLUNGSRATE VON DER DOSISRATE.83
5.2.4. KONTRAST.84
5.3. SCHLUSSFOLGERUNG ZUM PARAMETERBEREICH FUER DIE
IONENSTRAHLLITHOGRAPHIE.87
6. ANWENDUNG DER ERGEBNISSE: HERSTELLUNG VON MIKROSTRUKTUREN 90
6.1. ERSTE REALISIERTE MIKROSTRUKTUREN.90
6.2. GALVANOFORMUNG.90
6.3. FASERKOPPLER-ARRAYS.91
6.4. MIKROSTRUKTUREN MIT GEKRUEMMTEN OBERFLAECHEN.93
6.4.1. BESCHREIBUNG DES HERSTELLUNGSERFAHRET.93
6.4.2. SIMULATIONSPROGRAMM PLEXSIM. 94
6.4.3. REALISIERUNG.95
7. ZUSAMMENFASSUNG 98
8. LITERATURVERZEICHNIS 101
9. ANHANG 105
9.1. EIGENSCHAFTEN VON PMMA (POLYMETHYLMETHACRYLAT).
9.2. HAUPTKETTENBRUCHMECHANISMUS VON PMMA.
9.3. GEMESSENE UND BERECHNETE ENTWICKLUNGSKURVEN.
9.4. TIEFENABHAENGIGKEIT DES MITTLERES MOLEKULARGEWICHTES UND DER
ENTWICKLUNGSRATE.
9.5. ABBILDUNG AUSGEWAEHLTER MIKROSTRUKTUREN.
9.6. SIMULATION GEKRUEMMTER STRUKTUREN.
9.7. ABKUERZUNGEN UND FORMELZEICHEN. |
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